Naukowcy twierdzą że utrata Obserwatorium w Arecibo spowodowałaby powstanie dziury której nie można wypełnić

Obserwatorium Arecibo stoi w obliczu kryzysu wieku średniego – lub czegoś znacznie gorszego.

Istnieją dwie możliwości, w jednej kierownicy placówki będą pracować wystarczająco szybko, aby ustabilizować masywną konstrukcję zawieszoną na niewystarczających stabilizatorach i zapewnić czcigodnemu instrumentowi naukowemu dalszą karierę. W drugiej wygrywa grawitacja, a kultowe obserwatorium – które całą swoją sławę zawdzięcza błędnym obliczeniom – przepada na zawsze.

W tej chwili nawet najlepszy superkomputer nie jest w stanie obliczyć, która możłiwość stanie się rzeczywistością. Naukowcy na całym świecie wstrzymują oddech, czekając, czy prawie 60-letnie Obserwatorium Arecibo przetrwa. Jest to rzadki instrument, który nie tylko zrewolucjonizował sposób, w jaki eksperci postrzegają nasz układ słoneczny i nasz wszechświat, ale także stał się ikoną popkultury, którą można zobaczyć w filmie Jamesa Bonda „GoldenEye” i filmie Jodie Foster „Kontakt”.

Dziedzictwo i przyszłość ukochanego obserwatorium są zagrożone po tym, jak zawiodły dwa kable podtrzymujące ogromną platformę. W sierpniu kabel pomocniczy wysunął się z gniazda; na początku tego miesiąca jeden z głównych kabli niespodziewanie pękł. Teraz placówka w Puerto Rico i jej liczni miłośnicy czekają na decyzję amerykańskiej National Science Foundation (NSF) – która jest właścicielem – o tym, jak postępować, na podstawie analizy przeprowadzonej przez University of Central Florida, który przejął obsługę obiekt w 2018 roku.

„Możemy nadać priorytet nauce, możemy zdecydować, że chcemy mieć pewność, że Arecibo przetrwa w przyszłości” – powiedziała Alessondra Springmann. Spędziła dziewięć miesięcy mieszkając i pracując w obiekcie, wspinając się po wielu schodach i wędrując przez otaczającą dżunglę, zaprzyjaźniając się z lokalnymi bezpańskimi kotami i jest przekonana, że inwestycje ratujące życie obserwatorium przyniosą korzyści.

To znaczy, jeśli Arecibo dostanie szansę. Bo nie jest pierwsze doświadczenie obserwatorium z potencjalną zagładą.

Widok na platformę i kopułę Obserwatorium Arecibo. (Zdjęcie: dzięki uprzejmości NAIC – Arecibo Observatory, placówka NSF)

W 2010 roku NSF wielokrotnie borykał się z napiętymi budżetami, które – biorąc pod uwagę zainteresowanie agencji wspieraniem nowych placówek badawczych – oznaczały, że musiała dokonywać trudnych wyborów dotyczących wydatków. W 2017 roku, po latach rozważania całkowitego zamknięcia Arecibo i wyrażania przez naukowców zaniepokojenia tą możliwością, NSF zdecydowało się zmniejszyć wsparcie obserwatorium i zbudować partnerstwo. W ten sposób University of Central Florida zaczął mieć swój udział w tej placówce.

„Jestem pewien, że [NSF] byliby skłonni powiedzieć:„ OK, to wszystko, miało swój wspaniały czas. Wykonało wspaniałą pracę przez dziesięciolecia, począwszy od późnych lat 60, ale teraz nadszedł czas, aby przejść do czegoś innego” – powiedziała Jill Tarter, naukowiec znana z pracy nad poszukiwaniem pozaziemskiej inteligencji (SETI) i inspiracja dla głównej bohaterki filmu „Kontakt”. „Ale myślę, że podejmując taką decyzję, naprawdę muszą rozważyć rzeczy, które Arecibo może zrobić, a czego nie potrafią inne miejsca”.

Szczególnie przyciągającym wzrok elementem jest tutaj radar planetarny, który jest rzadkością nawet wśród dużych obiektów radiowych. Obserwatorium Arecibo to największy obiekt na świecie, który może wystrzelić wiązkę radaru na obiekty bliskie Ziemi lub nawet pobliskie planety, a następnie czekać na echo i analizować, gdy ta wiązka odbije się i wróci z powrotem.

Obrazy radarowe dużej asteroidy znajdującej się w pobliżu Ziemi zwanej Phaethon wykonane przez Obserwatorium Arecibo pozwalają naukowcom precyzyjnie obliczyć ścieżkę skały kosmicznej. (Zdjęcie: Obserwatorium Arecibo / NASA / NSF)

W przypadku asteroid to echo dostarcza naukowcom informacji potrzebnych do ustalenia, czy kosmiczna skała może kiedyś zderzyć się z Ziemią. Inne placówki mogą to robić rzadziej i przy mniejszej mocy, ale nic nie może równać się z Arecibo, podkreśliło kilku naukowców powiązanych z placówką.

Praca Springmann skupiały się na radarach planetarnych i współczuje obecnemu losowi obserwatorium. „Jeśli masz 50 lat i spędzasz cały dzień w 80% wilgotności, przechodzisz przez cykle schładzania i warzysz 900 ton, prawdopodobnie też będziesz miał problemy!” powiedziała. Arecibo „naprawdę zasługuje na przyszłość nie z powodu tego, co zrobiło w przeszłości, ale z powodu tego, co może robić dalej”.

Springmann jest tylko jednym z niezliczonych naukowców, których kariera na tym czy innym etapie opierała się na Arecibo, chociaż przybyła na miejsce długo po tym, jak obiekt ugruntował swój status ikoniczny. Teraz jest doktorantką na Uniwersytecie Arizony i pamięta poczucie potencjału, które przenikało to miejsce przez cały jej pobyt.

„To naprawdę fenomenalne, wyjątkowe miejsce – nie ma takiego miejsca na Ziemi” – powiedziała Springmann. „Jest tam „wszystko możliwe”, ponieważ zostało zaprojektowane tak, aby być elastycznym; niekoniecznie jesteś zamknięty w robieniu tylko kilku rzeczy”.

Zdjęcie z 1962 roku pokazuje platformę Obserwatorium Arecibo w budowie. (Zdjęcie: dzięki uprzejmości NAIC – Arecibo Observatory, placówka NSF)

Chcesz zbadać granicę między atmosferą Ziemi a kosmosem? Chcesz sporządzić mapę powierzchni Wenus lub rozmieszczenie pobliskich galaktyk? Chcesz znaleźć zagubiony statek kosmiczny lub pierwszą egzoplanetę? Chcesz posłuchać fal grawitacyjnych poruszających się w przestrzeni lub wysłać wiadomość do kosmitów nasłuchujących z daleka ? Chcesz określić ryzyko, że konkretna asteroida w pobliżu Ziemi uderzy w Ziemię i ustalić, czy ma ona księżyc czy dwa?

Pośród bujnej zieleni Puerto Rico, Arecibo zrobił to wszystko.

Okazuje się, że Obserwatorium Arecibo zarówno swoje liczne talenty, jak i swój kultowy status zawdzięcza ogromnej pomyłce. Obiekt został zaprojektowany z myślą o skupieniu się na jonosferze, regionie atmosfery ziemskiej rozpoczynającym się na wysokości 30 mil (50 kilometrów) nad poziomem morza, który jest pełen naładowanych cząstek i reprezentuje miejsce, w którym Ziemia styka się z kosmosem.

Jednak błąd w obliczeniach na etapie projektowania oznaczał, że czaszę Arecibo zbudowano około 10 razy większą niż potrzeba do przeprowadzenia takich badań. Mając 1000 stóp (305 metrów) średnicy, obserwatorium Arecibo było największą pojedynczą anteną radiową na świecie do 2016 roku, kiedy Chiny ukończyły budowę pięciusetmetrowego teleskopu sferycznego z aperturą (FAST).

A z tym jednym błędem w obliczeniach – i kilkoma ulepszeniami po drodze – Arecibo otrzymało możliwość zrobienia o wiele więcej niż tylko niszowych badań atmosfery.

Oprócz radarów planetarnych, Obserwatorium Arecibo jest również szczególnie znane z obserwacji szybko wirujących gwiazd neutronowych zwanych pulsarami. Chociaż dziwne obiekty zostały odkryte gdzie indziej, to właśnie w Arecibo naukowcy jako pierwsi zidentyfikowali podwójny pulsar, pracę, która zdobyła Nagrodę Nobla i rozpoczęli żmudny proces pomiaru fal grawitacyjnych wychodzących z pary. Ta praca jest kontynuowana do dziś we współpracy z Green Bank Telescope w Zachodniej Wirginii.

Nocny widok platformy naukowej w Obserwatorium Arecibo. (Zdjęcie: dzięki uprzejmości NAIC – Arecibo Observatory, placówka NSF)

Potrójna wiedza Arecibo wywarła skutki uboczne na naukowcach, którzy spędzili czas w obserwatorium. „To naprawdę połączyło unikalny przekrój naukowców” – powiedziała Springmann. „Zwykle planetolodzy, nie mamy zbyt wielu interakcji z astronomami, a tym bardziej z radioastronomami, więc znam tych wszystkich radioastronomów, których inaczej bym nie spotkała. Spotkałam aeronomerów – nawet nie wiedziałem, że aeronomia istnieje, zanim tam zaczęłam prace! ” (To są naukowcy zajmujący się atmosferą.)

Dla Tartera poczucie wspólnoty było ważną częścią jej obserwacji w Arecibo. „To był po prostu bardzo przyjemny czas”, powiedziała, zwracając uwagę na obchody Halloween i Bożego Narodzenia w obiekcie. „W obserwatorium często zdarza się, że znajdują się w nim ludzie z odległych lokalizacjach, personel przypomina dużą rodzinę.”

Jednak w trendzie, który jest zarówno szansą, jak i stratą, coraz mniej naukowców korzystających ze sprzętu Arecibo robi to osobiście. Zamiast tego, podobnie jak w przypadku wielu obserwatoriów, naukowcy mogą zdalnie gromadzić dane, łącząc się z obiektem wirtualnie, zamiast wędrować przez dżunglę.

Abel Mendez, astrobiolog z Uniwersytetu w Puerto Rico, jest jednym z wyjątków, chociaż nie musi tak daleko podróżować, jeśli zdecyduje się na obserwację osobiście. Dorastał w Puerto Rico i jako 10-latek odwiedził obserwatorium na wycieczce.

Widok pod masywną czaszą Obserwatorium Arecibo. (Zdjęcie: dzięki uprzejmości NAIC – Arecibo Observatory, placówka NSF)

Wizyta zrobiła wrażenie. „Naprawdę nie wiem, jak to się stało, ale w końcu wróciłem, aby z niego skorzystać” – powiedział Mendez o ośrodku. Teraz przyprowadza swoich uczniów, aby nauczyli się korzystać z obserwatorium na miejscu – jest jednym z nielicznych Portorykańczyków, którzy faktycznie korzystają z najbardziej znanego ośrodka naukowego na wyspie. Prawie każdy, kto obecnie dorasta w Puerto Rico, zwiedza centrum dla zwiedzających w Arecibo, nowy dodatek od dzieciństwa, powiedział Mendez.

W tym roku jeden z jego uczniów otrzymał fundusze NASA, aby nauczyć się używać Arecibo do badań Mendeza. Ale w sierpniu, tuż przed rozpoczęciem, kabel trzymający masywną platformę obserwacyjną zawieszoną nad anteną wysunął się z gniazda i przebił niektóre delikatne panele anteny.

Panele te są dość łatwe do wymiany, a same uszkodzenia mogą oznaczać tylko kilkumiesięczne opóźnienie, na które nikt nie ma wpływu – rodzaj wyzwania, z którym naukowcy cały czas mają do czynienia. „Myślałem, że kiedy pierwszy kabel się zepsuł, prawdopodobnie zajmie to kilka miesięcy – prawdopodobnie do grudnia, listopada zostanie naprawiony” – powiedział Mendez.

Ale potem, 6 listopada, kiedy obserwatorium przygotowywało się do naprawienia sierpniowych szkód, drugi kabel – tym razem jeden z głównych nośników – niespodziewanie pękł, pozostawiając los kultowego obserwatorium pod znakiem zapytania.

Widok z drona na uszkodzenie kabla w Obserwatorium Arecibo w Puerto Rico po awarii drugiego kabla 6 listopada 2020 r. (Zdjęcie: dzięki uprzejmości NAIC – Arecibo Observatory, placówka NSF)

Kable wspierają masywną, 900-tonową platformę, która wisi nad talerzem, pozwala naukowcom skierować obserwatorium na określony fragment nieba i zawiera anteny, pomieszczenia kontrolne, nadajniki radarowe i nie tylko. Czasza jest niezbędna do obserwacji, to platforma, która zawiera naukowe serce Obserwatorium Arecibo.

Dla Mendeza niepewność jest nieprzyjemna – podobna do tego, co czuł, gdy huragan Maria uderzył wyspę w 2017 roku jako burza kategorii 5, przy prędkości wiatru dochodzącej do 250 km / h. Kiedy Mendez sam przetrwał burzę, martwił się o los platformy i zawieszonej na niej ciężkiej kopuły.

„Miałem na myśli:„ OK, to jest zepsute”- tylko żeby platforma się zawaliła, ale myślał, że prawdopodobnie ta konstrukcja zostanie zniszczona – powiedział. Siedział przy telefonie, czekając, aż Portoryko odzyska zasilanie i usługi komunikacyjne, aby poznać los obserwatorium. Ale w większości obserwatorium było w porządku .

„To był prawdopodobnie najbardziej stresujący moment, kiedy czekałem na jakiekolwiek wiadomości z obserwatorium – ale przeżyło” – powiedział Mendez.

„Teraz też jest stresująca sytuacja, ale wydaje mi się, że teraz jest najgorzej” – dodał. “Cała platforma spada? To koniec.”

Mendez, Tarter, Springmann i niezliczeni inni naukowcy trzymają kciuki, że koniec Arecibo nie jest bliski – obserwatorium może przetrwać obecną burzę i kontynuować sondowanie nieba przez nadchodzące dziesięciolecia.

Źródła: Meghan Bartels / space.com / livescience.com

Zdjęcia: Courtesy of the NAIC – Arecibo Observatory, a facility of the NSF

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x